EtherNet/IP nedir diye soran biri genellikle bir Allen-Bradley PLC’nin ya da Amerikan menşeli bir makinenin başındadır. EtherNet/IP, standart Ethernet ve TCP/IP üzerinde çalışan, CIP (Common Industrial Protocol) tabanlı bir endüstriyel haberleşme protokolüdür. Bu yazıda EtherNet/IP’nin nasıl çalıştığını, implicit ve explicit mesajlaşma farkını, RPI ayarını, EDS dosyasını ve sahada sık karşılaşılan arızaları anlatıyoruz.
Bu yazıda (11 başlık)
EtherNet/IP nedir, ne demek?
İsimdeki “IP”, İnternet Protokolü değil, Industrial Protocol anlamına gelir. EtherNet/IP 2001 yılında tanıtıldı ve bugün ODVA tarafından yönetiliyor. ODVA spesifikasyonu yayımlar ve uygunluk testleriyle cihazların birlikte çalışabilirliğini denetler.
EtherNet/IP’nin üst katmanı olan CIP, DeviceNet, ControlNet ve CompoNet ile ortaktır. Yani bir DeviceNet cihazının nesne yapısını bilen biri EtherNet/IP’de yabancılık çekmez. Alt katmanda ise değiştirilmemiş standart Ethernet (IEEE 802.3) ve TCP/UDP/IP kullanılır. Standartlar tarafında CIP ağları IEC 61158’de Type 2, IEC 61784’te ise CPF 2 (Communication Profile Family 2) olarak geçer; EtherNet/IP, IEC 61784-1’de CP 2/2 profilidir.
CIP: nesne tabanlı yapı
CIP’te her cihaz bir nesne modeliyle tanımlanır. Veriye ulaşmak için şu adres bilgileri kullanılır:
- Cihazın ağ adresi
- Class ID (nesne sınıfı)
- Instance ID (nesnenin kopyası)
- Attribute ID (özellik)
- Service code (okuma, yazma gibi işlem)
Her cihazda bulunması zorunlu nesneler vardır: cihazın üretici, tip ve seri numarası bilgisini tutan Identity Object, mesaj yönlendirme nesnesi ve TCP/IP ile Ethernet ayarlarını tutan ağ nesneleri. Çevrimsel I/O verisi ise genellikle Assembly Object üzerinden paketlenir. Sahada bir sürücüyle haberleşirken “input assembly 100, output assembly 150” gibi ifadeler görürsünüz; bunlar bu nesnelerin instance numaralarıdır.
EtherNet/IP haberleşme türleri: implicit ve explicit
| Explicit mesajlaşma | Implicit mesajlaşma | |
|---|---|---|
| Ne taşır? | Parametre, teşhis, reçete | Gerçek zamanlı I/O verisi |
| Yapı | İstek-cevap | Önceden kurulan bağlantı, çevrimsel |
| Taşıma | TCP | UDP (unicast veya multicast) |
| Port | TCP 44818 | UDP 2222 |
| Örnek | HMI’nın parametre okuması | PLC’nin uzak I/O verisi |
Explicit mesajlaşma esnektir ama yavaştır: mesaj, neyi istediğini kendi içinde açıkça tanımlar. Bir HMI’nın veri okuması veya bir programlama aracının cihazı ayarlaması bu türdendir.
Implicit mesajlaşma “I/O” olarak da bilinir. İki cihaz önce bir CIP bağlantısı kurar (ForwardOpen isteğiyle); bağlantı kurulduktan sonra veri formatı iki tarafça bilindiği için mesajlar sadece veriyi taşır. Bu yüzden hızlı ve verimlidir.
Bağlantı kuran tarafa scanner (genellikle PLC), cevap veren saha cihazına adapter denir. Her EtherNet/IP cihazı en azından explicit mesajlara cevap verebilmelidir.
Pratik ipucu: Bir firewall veya yönetilebilir switch’ten geçen EtherNet/IP trafiğinde UDP 2222 kapalıysa cihaz TCP 44818 üzerinden “görünür”, hatta bağlantı kurulur, ama I/O verisi gelmez ve bağlantı zaman aşımına düşer. İki port da açık olmalıdır. Ağ tarafında ilk bakılacak yer burasıdır.
RPI (Requested Packet Interval)
RPI, implicit bağlantıda verinin hangi aralıkla gönderileceğini belirler ve milisaniye cinsinden ayarlanır. Bağlantı kurulurken scanner, adapter’dan bu aralıkta veri ister. Burada önemli nokta şudur: RPI’yi düşürmek sistemi otomatik olarak daha iyi yapmaz.
- Her cihazın ve PLC’nin Ethernet modülünün saniyede işleyebileceği paket sayısı sınırlıdır.
- Gereksiz düşük RPI, modülün kapasitesini doldurur ve diğer bağlantıları bozar.
- Bağlantı, RPI’nin belirli bir katı kadar sürede veri gelmezse zaman aşımına düşer.
Hızlı değişmeyen bir sıcaklık değerini 2 ms RPI ile okumanın hiçbir faydası yoktur. RPI’yi prosesin gerçekten ihtiyaç duyduğu hıza göre seçin.
EDS dosyası
EDS (Electronic Data Sheet), cihazın özelliklerini tanımlayan ASCII formatında bir metin dosyasıdır. İçinde cihazın kimlik bilgileri, bağlantı seçenekleri ve assembly yapıları bulunur. Mühendislik yazılımı (ör. Rockwell Studio 5000) cihazı bu dosyayla tanır. Bazı cihazlar EDS dosyasını kendi içinde taşır ve yazılım bunu doğrudan cihazdan okuyabilir.
EDS yoksa cihaz “Generic Ethernet Module” olarak da eklenebilir; bu durumda assembly numaralarını ve veri boyutlarını cihaz kılavuzundan elle girmeniz gerekir.
Rockwell dünyasında EtherNet/IP
EtherNet/IP, Rockwell Automation’ın ControlLogix ve CompactLogix PLC’lerinde ana saha haberleşmesidir. Uzak I/O, PowerFlex sürücüler, Kinetix servolar, operatör panelleri ve diğer marka cihazlar aynı ağda çalışır. Siemens ağırlıklı tesislerde PROFINET ne ise, Rockwell ağırlıklı tesislerde EtherNet/IP odur. İki protokolün ağ tasarımındaki farkları için: endüstriyel network haberleşme ve PROFINET nedir.
DLR halka topolojisi
EtherNet/IP yıldız, hat ve DLR (Device Level Ring) halka topolojilerini destekler. DLR’de iki portlu cihazlar halka şeklinde bağlanır. Halkadaki bir cihaz ring supervisor olarak çalışır ve halkayı sürekli izler. Kablo bir noktadan koptuğunda trafik diğer yönden devam eder ve süre genellikle milisaniyeler mertebesindedir. Halkada DLR desteklemeyen cihazlar varsa toparlanma süresi uzayabilir; cihaz seçerken buna dikkat edin.
CIP Safety ve CIP Motion kısaca
- CIP Safety: Acil stop, ışık perdesi gibi güvenlik sinyallerinin aynı EtherNet/IP ağı üzerinden taşınmasını sağlar. IEC 61508’e göre SIL 3’e kadar uygulamalar için sertifikalıdır. Güvenlik özellikli PLC ve cihazlar gerekir.
- CIP Motion: Servo sürücülerin standart EtherNet/IP ağı üzerinden senkron hareket kontrolü yapmasını sağlar. Rockwell’in Kinetix sürücüleri bu yapıyı kullanır. Servo tarafı için: motion control ve servo sistemler.
Sık görülen EtherNet/IP arızaları
- RPI çok düşük: PLC Ethernet modülü kapasite sınırına yaklaşır, bağlantılar aralıklı düşer. Modülün yük göstergesine bakın, gereksiz düşük RPI’leri yükseltin.
- Çift IP adresi: Sonradan ağa bağlanan bir laptop veya kamera, bir cihazla aynı IP’yi alır. Birçok cihazda IP çakışmasını algılayan ACD (Address Conflict Detection) özelliği vardır; cihaz çakışma algılayınca ağdan çekilebilir veya hata gösterebilir.
- Multicast trafiği ve IGMP: Multicast I/O bağlantıları, IGMP snooping olmayan bir switch’te tüm portlara yayılır. Ağdaki diğer cihazlar, özellikle yavaş olanlar, bu trafikte boğulur. Yönetilebilir switch’te IGMP snooping ve querier ayarlı olmalı; mümkünse unicast bağlantı tercih edilmeli.
- Bağlantı zaman aşımı (connection timeout): Cihaz RPI’nin belirli bir katı süresince veri göndermezse bağlantı düşer. Kablo, switch, aşırı yük veya cihazın yeniden başlaması sebep olabilir.
- Yanlış EDS veya elektronik anahtar (electronic keying): Projedeki cihaz revizyonu sahadaki cihazla uyuşmuyor; bağlantı reddedilir.
- Cihaz NAT router arkasında: Sıradan bir NAT router implicit I/O’yu düzgün taşımayabilir; endüstriyel 1:1 NAT cihazları kullanılmalı veya I/O cihazları aynı alt ağda tutulmalıdır.
Panel ile PLC arasındaki kopmalar için: HMI PLC haberleşme hatası.
Sıkça Sorulan Sorular
EtherNet/IP ile Ethernet arasındaki fark nedir?
Ethernet, kablo ve veri iletim katmanıdır. EtherNet/IP ise bu standart Ethernet ve TCP/IP üzerinde çalışan, CIP tabanlı bir endüstriyel uygulama protokolüdür; I/O verisini, parametreleri ve teşhis bilgisini tanımlı kurallarla taşır.
EtherNet/IP hangi portları kullanır?
Explicit mesajlaşma TCP 44818 portunu, implicit I/O haberleşmesi UDP 2222 portunu kullanır. Cihaz keşfi gibi bazı sınırlı işlemler UDP 44818 üzerinden yapılır.
EtherNet/IP ile PROFINET farkı nedir?
İkisi de endüstriyel Ethernet protokolüdür. EtherNet/IP, CIP tabanlıdır, I/O verisini UDP/IP üzerinden taşır ve Rockwell sistemlerinde yaygındır. PROFINET, gerçek zamanlı veriyi doğrudan Ethernet seviyesinde taşır, cihazları ad ile tanır ve Siemens sistemlerinde yaygındır.
RPI ne kadar olmalı?
Tek doğru değer yoktur; RPI prosesin ihtiyacına göre seçilmelidir. Hızlı makine I/O’ları için düşük, sıcaklık veya seviye gibi yavaş değişen değerler için daha yüksek RPI yeterlidir; gereksiz düşük RPI modülü yorar.
EDS dosyası nereden bulunur?
EDS dosyası cihaz üreticisinin web sitesinden indirilir; bazı cihazlarda dosya cihazın içinde bulunur ve mühendislik yazılımı tarafından doğrudan okunabilir. Sürümün cihazın firmware revizyonuyla uyumlu olması gerekir.
Eskişehir’de EtherNet/IP ve Allen-Bradley desteği
AveA Otomasyon olarak Eskişehir ve çevre illerdeki tesislerde EtherNet/IP ağlarının kurulumu, EDS ve RPI ayarları, Allen-Bradley PLC entegrasyonu ve haberleşme arızalarının tespitini yapıyoruz. Ayrıntılar: PLC programlama hizmeti, IIoT gateway ile veri toplama ve makine ve otomasyon arıza servisi. Bize 0533 454 52 32 numarasından ulaşabilirsiniz; mesai dışında da arayabilirsiniz.